Медицина
Медицина

Низькі рівні глюкози посприяли росту м'язових стовбурових клітин

Японські вчені дійшли висновку, що стовбурові м'язові клітини, які забезпечують відновлення м'язів, in vitro ростуть гірше в умовах високої концентрації глюкози, але суттєво краще, коли її рівень низький. Це суперечить загальноприйнятій думці про те, що клітини ссавців активніше проліферують у середовищі з великою кількістю глюкози, яка є джерелом енергії для них. Дослідження може допомогти краще зрозуміти, чому в людей з діабетом бувають порушення м'язової регенерації та втрати м'язової маси. Результати опубліковані в журналі Frontiers in Cell and Developmental Biology.

Волокна скелетних м'язів. Fayette A Reynolds M.S. / Berkshire Community College Bioscience Image Library

Волокна скелетних м'язів. Fayette A Reynolds M.S. / Berkshire Community College Bioscience Image Library

Як відновлюються м'язи?

Скелетні м'язи людей природно мають хорошу здатність до відновлення після пошкоджень. І ця здатність підтримується специфічними стовбуровими клітинами м'язової тканини, що мають назву міосателітів. Щодня вони допомагають загоювати найменші пошкодження м'язів та підтримувати здоров'я опорно-рухової системи. Коли відбувається травма якогось м'язового волокна, міосателіти починають активно розмножуватися у місці поранення та відновлювати кількість клітин волокна. Вони також відповідальні за набір м'язової маси у відповідь на заняття спортом, що зрештою теж викликає мікротравми. Але при багатьох станах м'язи можуть зменшуватися та ставати менш функціональними. Так може статися, якщо не займатися фізичною активністю або ж унаслідок захворювань чи вікових змін в організмі. Щоб зрозуміти, як відбуваються ці процеси та як їм протистояти, науковці з Токійського столичного університету зосередилися детальніше на роботі міосателітів.

Що вони вивчали?

Вивчення молекулярних механізмів, які відбуваються у клітинах здебільшого вивчають поза живими організмами, в чашках Петрі, наприклад. Для цього їх вирощують у спеціальних поживних середовищах, які зазвичай містять велику кількість глюкози. Цей цукор є основним джерелом енергії для багатьох клітин ссавців, і вважається, що за умови високих його концентрацій вони зростають активніше.

Але японські вчені зовсім не це помітили у своїх дослідах. Їхні результати вказують, що міосателіти, навпаки, ростуть гірше, якщо їх культивувати у середовищі з великою кількістю глюкози. Це суперечить загальноприйнятій думці про кращу проліферацію у багатих на джерело енергії середовищах. Водночас зниження рівня глюкози допомогло клітинам рости активніше, і їхня проліферація не порушувалася навіть за умови майже повного вилучення цього джерела енергії.

Що дають ці результати?

Дослідження показує, що принаймні ці стовбурові клітини, міосателіти, черпають енергію з якогось зовсім іншого джерела замість глюкози. Але поки що дослідники не з'ясували цей механізм. Крім того, якщо рівень цукру занизький у середовищі, інші клітини вже не могли в ньому зростати. Тому такі умови дають змогу вирощувати чисті культури міосателітів для подальших біомедичних досліджень, кажуть вчені.

Водночас автори вважають, що наблизилися до розуміння втрати м'язової маси у деяких пацієнтів. З'ясувалося, що високий рівень глюкози перешкоджає розмноженню та нормальному функціонуванню міосателітів, але також відомо, що цукровий діабет може супроводжуватися зменшенням м'язів. Науковці припускають, що це надмірний рівень цукру в крові може призводити до погіршення регенераційних можливостей м'язової тканини через вплив на міосателіти. Але це потребує ще подальшого вивчення.

Питання нормального відновлення м'язів активно вивчається багатьма вченими у світі. Деякі з них нещодавно пропонували потенційний метод підтримання здоров'я м'язів за допомогою магнітного поля, а інші описали молекулу, яка стимулює поділ міосателітів, також розглядається варіант з перепрограмуванням клітин.


Фото в анонсі: Fayette A Reynolds M.S. / Berkshire Community College Bioscience Image Library